2008届 电气工程及其自动化(电力)专业 毕业论文
居于这两者之间,转换效率比较高,并且成本不太高,结合本电站实际,应选多晶硅电池。表2为天合光能厂家的部分多晶硅电池组件,根据具体情况从中选择一种多晶硅电池板。【标准测试条件(大气质量AM1.5,辐照度1000W/m2,电池温度25°C)下的测量值】
表2-2 天合太阳能光伏组件特性 通用解决方案 (适用于大规模的地面安装和商用屋顶系统) 大型项目太阳能组件 型号 TSM-220PC05 TSM-225PC05 TSM-230PC05 TSM-235PC05 TSM-240PC05 TSM-265PC14 TSM-270PC14 TSM-275PC14 TSM-280PC14 TSM-285PC14 TSM-290PC14 最大功率(W) 220 225 230 235 240 265 270 275 280 285 290 材料 多晶硅 多晶硅 多晶硅 多晶硅 多晶硅 多晶硅 多晶硅 多晶硅 多晶硅 多晶硅 多晶硅 组件转换效率(%) 13.4 13.70 14.10 14.40 14.70 13.66 13.92 14.17 14.43 14.69 14.95 工作温度(°C) -40~85 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 本课题研究的是40MW的大型项目,所需要的太阳能组件大功率,高效率,但是又本着节约的主题,上述多晶硅组件的两种型号适用的方向不同,由于TSM-PC14适用于大型项目太阳能组件,符合本课题要求,所以选择TSM-PC14系列。最终选择了TSM-280PC14型号的太阳能电池组件一共142858组。表3所示TSM-280PC14的主要技术参数。
表2-3 TSM-280PC14光伏组件的主要参数 型号 最大功率(W) 最大功率点的工作电压(V) 最大功率点的工作电流(A) 开路电压(V) 短路电流(A) 电池片效率(%) 组建效率(%) 最大系统电压(直流)(V) TSM-280PC14 280 36.01 7.78 44.44 8.45 15.98 14.43 1000 7
胡杨:青海40MW太阳能光伏并网电站电气设计 工作温度(°C) 额定电池工作温度 (NOCT) 旁路二极管数量 最大串联保险丝 -40~+85 47°C (±2°C) 3pcs 15A 2.2并网逆变器的选择
变器的选择主要考虑的是额定功率,MPPT工作的电压范围,最大效率和工作时候的温度和海拔高度。主要考察了艾默生,科诺伟业,阳光能源的500kW的逆变器。
逆变器主要技术参数如表4所示。
表2-4 各个厂家的500kW逆变器的主要技术对比
厂家 型号 额定功率(KW) 阳光能源 SG500MX 500 SG500KTL 500 MPPT(V) 450~820 500~820 SG500K3 500 450~820 艾默生 SSL 0500 500 300~850 科诺伟业 绿能电气 KNGI900-500HEA PVMC 500 500 500 450~880 450~850 97.5 -20~40 98.4 -20~50 97.3(含变压器) 98.3 -30~50 -25~55 40.00 98.7 -30~55 40.00 最大效率(%) 98.7 温度范围(°C) -25~55 价格(万元) 40.00 由表4可以看出,国内的厂家在MPPT工作电压范围要比国外厂家的要小,效率所有厂家基本相同,阳光能源厂家的逆变器工作的温度范围要比其他厂家的大,价格方面阳光能源的价格比较适中,选择阳光能源的SG500KTL为所用逆变器。本课题要求设计40MW的太阳能发电站,所需要80台SG500KTL逆变器。表5为SG500KTL的详细技术参
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数。
表2-5 SG500KTL并网逆变器的主要参数 型号 最大直流电压(V) 最大功率跟踪电压范围(V) 最大效率(%) 欧洲效率(%) 交流输出功率(KW) 电网电压(V) 温度范围(°C) 可以运行最高海拔(m) SG500KTL 900 450~820 98.7 98.5 500 3相 270 -25~55 3000
2.3 逆变器集成方式
采用集成汇流,在经过箱式变压器的集成方式。图形见附录1。
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胡杨:青海40MW太阳能光伏并网电站电气设计 第3章 主接线方案的选择
3.1 原始资料分析
此次设计要求的是青海省40MW太阳能光伏并网电站电气设计,位于青海省黄南州河南县境内,工程的主要任务是发电,建成后供电青海电网。场址区距县城约25km,距西宁市约340km,交通便利。青海省地处中高纬度地带,太阳辐射强度大,光照时间长,年平均总辐射量可达5560MJ/m2~7400MJ/m2,其中直接辐射量占总辐射量的60%以上,仅次于西藏,位居全国第二。本项目建设容量为40MW,本光伏电站有2回110kV出线接入系统,导线型号选择为LGJ-150,110kV系统短路容量500MVA,基准容量取100MVA。
根据以上数据,此次所设计的是光伏并网发电站的升压变电站电气设计,一共有两个电压等级,10.5kV电压等级和出线的110kV电压等级,由于是太阳能光伏发电,在系统中所占的位置不是特别重要,在峰荷时填补系统所需,但是此电站容量为40MW在太阳能光伏发电站中算是大型电站,因此该厂的接线设计主要考虑经济性可靠性次之。
3.2 主接线方案的拟定
根据对原始资料的分析,现将各电压等级可能采用的较佳方案列出,进而以优化组合方式组成最佳可比方案。
(1)10.5kV电压等级。这个电压等级进线回路数较多,采用5个箱式变压器连到一个10.5kV进线,所以有8回进线,考虑到较多的进线,拟定采用分段运行,其中包括单母线分段,双母线分段,以及带旁路的分段母线。在与更高等级电压连接的时候,需要2台主变压器。
(2)110kV电压等级。这个电压等级进线数目2条,送往110kV系统的出线为2条,110kV电压等级是系统的主要变电等级,因此在110kV等级的母线上要求可靠性会更高一点,我们可以采用单母线接线,
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单母线带旁路母线,双母线接线。出线回路数少,就不考虑用3/2接线形式。为了以后扩建方便,不考虑角性接线。
根据以上的分析得到三个方案: 方案一:如图3-1所示
方案一中,10.5kV电压等级采用的是双母线分段接线方式,该接线方式具有较高的可靠性和灵活性,扩建方便。但使用的分段断路器和母联断路器较多,增大了投资费用,但双母线分段不仅具有双母线的各种优点,并且任何时候都有备用母线,有较高的可靠性和灵活性。一般采用在进出线数目较多的情况下。在10.5kV的线路中要求稳定性高,减小运行成本,可以采用此方案。
110kV电压等级采用的是双母线带旁路母线接线方式,110kV及以上的高压配电装置中,因为电压等级高、输送功率较大、送电距离较远,停电影响较大,同时高压断路器检修通常需要5~7天的较长时间,不允许因检修断路器而长期停电,均需要接旁路母线,增强了用电可靠性。但是这种接线方式增加了投资,增大了建设成本,不符合经济性的要求。
总体来看,方案一是非常可靠地一种接线方式,无论10.5kV电压等级还是110kV电压等级,都采取了可靠性极好的接线方式,问题是增大了投资成本,此电站的收益时间会拉长,再加上每年的维修、检修费用,将会是一笔大的开销。
方案二:如图3-2所示
方案二中,10.5kV电压等级采取的是单母线分段的形式,这种接线形式具有可靠性和灵活性,当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电不至使重要用户停电。但是,由于这种接线当进出线较多或需要对重要负荷采用两条出现供电时,增加出现数目,使整个母线系统可靠性受到限制。一般适用于,小容量发电厂的发电机电压配电装置,一般每段母线上所发电的容量在12MW左右,每段母线的出现不多于5回。
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